Anatomia comparata

SVILUPPO DELLA TERRA E DEGLI ORGANISMI

La Terra nasce 4,5 mld di anni fa. 4,2 mld di anni fa si creò un’idrosfera stabile che pose le basi per le prime reazioni chimiche. 2,5 mld di anni fa si svilupparono le cellule eucariotiche. A 500 mln di anni fa risalgono i primi fossili di cranioti. In questa era gli animali sono acquatici, infatti si parla di era dei pesci, e, da qui in poi, si è registrata un’alternanza di micro e macro evoluzione. Quest’ultima, assieme a eventi climatici catastrofici, provocò l’estinzione dell’85% delle specie e fu la prima estinzione di massa registrata. Il 15% rimanente aveva a disposizione un’enorme quantità di risorse e varietà di ambienti, quindi subirono una grande radiazione adattativa. Una seconda estinzione di massa fece scomparire gran parte dei filtratori, promuovendo i tetrapodi e la conquista delle terre emerse. Una terza estinzione promosse la nascita di rettili e dinosauri, e lacomparsa dei primi mammiferi. Con la successiva estinzione dei dinosauri, i mammiferi si espansero notevolmente. Per determinare delle somiglianze dobbiamo cercare un piano strutturale comune, cioè una disposizione ordinata di ossa, se si parla di un arto, che si ritrova in animali appartenenti a specie diverse. In questo caso si parla di omologia, per cui la somiglianza a livello anatomico mostra la derivazione da un antenato comune. Se però andiamo a vedere il rivestimento di un'ala, questo è diverso tra un uccello e un pipistrello, quindi questo significa che non derivano da un antenato comune con le ali, ma da uno che possedeva un arto con la stessa sequenza di ossa ritrovata nelle loro ali. L'omomorfia, invece, è un carattere ereditato da un antenato che nel corso dell'evoluzione può modificarsi nella forma. Tutti gli animali che hanno un carattere comune modificato in modi diversi sono uniti da sinapomorfie. Le sinapomorfie dei cordati.sono: - La notocorda = struttura assiale di sostegno che tutti possiedono a livello embrionale, mentre altri la mantengono anche nello sviluppo. - Il tubo neurale = si sviluppa dorsalmente alla notocorda e a livello embrionale è un tubo cavo. - Tasche faringee = componente endodermica degli archi faringei. - Endostio = ghiandola esocrina a secrezione mucosa, che nell'uomo si è differenziata nella tiroide. - l'intero tratto digerente termina con l'ano, posteriormente al Coda post-anale, quale si ha un'estensione muscolare della notocorda, chiamata coda. La notocorda è presente in tre taxa: - Urocordati (tunicati), coda muscolare. - Cefalocordati (anfiosso), sviluppo del sistema digerente. - Cranioti (mixine e vertebrati), comparsa di un cranio che serve a contenere strutture sensoriali delicate e comprende lo sviluppo del cervello. I tunicati sono caratterizzati da un rivestimento gelatinoso di proteoglicani, in particolare di tunicina. Alcuni di essi hanno

La corda solo in fase larvale, fatta damentre altri anche in età adulta. L'adulto dicellule turgide, Ascidia possiede unaparte basale, in quanto è un animale sessile, un sifone inalante e uno esalante. Sonoorganismi ermafroditi con le gonadi che sboccano nell'atrio e i gameti sono emessi4attraverso un flusso in uscita. Possiedono un cuore dorsale che spinge il sangue conmovimenti peristaltici, con un flusso che si inverte circa ogni due minuti.

L'anfiosso adulto sembra un pesciolino trasparente lungo 3-4 cm, vive infossato efiltra l'acqua per nutrirsi. La sua notocorda lo percorre per intero, ma anziché essereformata da cellule turgide, come negli urocordati, presenta delle cellule discoidali diparamiosina, capaci di sostenere contrazioni prolungate. Queste cellule invianoprolungamenti citoplasmatici al tubo neurale e così, in seguito a stimoli nervosi sipuò controllare la turgidità della notocorda. Nell'anfiosso

si contrappone alla muscolatura liscia dei vertebrati. La muscolatura dei cranioti è striata, cioè composta da fibre muscolari che presentano bande chiare e scure. Questa caratteristica permette una maggiore forza contrattile e una maggiore precisione nei movimenti. I cranioti possiedono anche un sistema circolatorio chiuso, con un cuore che pompa il sangue attraverso vasi sanguigni. Questo sistema permette un migliore trasporto di ossigeno e nutrienti ai tessuti del corpo. Inoltre, i cranioti hanno un sistema nervoso più sviluppato rispetto ad altri invertebrati. Oltre al cervello tripartito, possiedono anche una spina dorsale, che protegge il midollo spinale. Questo permette una maggiore coordinazione dei movimenti e una migliore risposta agli stimoli esterni. Infine, i cranioti sono dotati di un sistema riproduttivo complesso. Le gonadi sono presenti in ogni segmento del corpo e producono gameti che vengono rilasciati nell'acqua per la fecondazione. Alcune specie di cranioti possono anche riprodursi per gemmazione o per frammentazione del corpo. In conclusione, i cranioti sono invertebrati marini che presentano una serie di caratteristiche uniche, come la muscolatura striata, il sistema circolatorio chiuso, il sistema nervoso sviluppato e il sistema riproduttivo complesso. Queste caratteristiche li distinguono dagli altri invertebrati e li rendono un gruppo molto interessante dal punto di vista evolutivo.comporta una maggiore efficienza nutrizionale. Si sviluppa inoltre un nuovo sistema di vasi sanguigni, proteine (emoglobina) per sostenere il nuovo fabbisogno metabolico, sistema endocrino, branchie e muscoli degli archi branchiali. CLADISTICA Un albero cladistico inizia da un antenato comune e procede per ramificazioni dicotomiche. La prima dicotomia è tra mixine (invertebrati) e vertebrati. La seconda è tra lamprede (bocca tonda) e gnatostomi (bocca articolata). Dagli gnatostomi si dividono i condroitti (pesci cartilaginei con scheletro non ossificato) e osteitti (pesci con scheletro ossificato). Questi ultimi a loro volta possono essere archinopterigi (pinne a ventaglio) e sarcopterigi (pinna muscolosa). Da questi, un ramo dicotomico individua pesci con un particolare smalto dei denti, e l'altro pesci che ne sono privi. Da questi ultimi si originano i dipnoi (capaci di respirare sia in acqua che in aria) e i tetrapodi (con zampe per la locomozione terrestre). I tetrapodi sisuddividono in embrionale sviluppano l'amnios, anfibi e amnioti; questi ultimi nello sviluppo cioè una membrana amniotica che protegge l'embrione, dunque la deposizione di uova non è più legata all'acqua e si ha la conquista definitiva delle terre emerse. Gli amnioti si dividono in sauropsidi e mammiferi. I rettili rappresenterebbero un gruppo parafiletico, ma non possono essere considerati un gruppo a sé, perché si deve forza considerare anche gli uccelli. Questo perché i coccodrilli sono evoluzionisticamente più vicini agli uccelli, che alle tartarughe (che fanno parte dei rettili). Cranioti e Agnati Le mixine e le lamprede sono dei cranioti viventi. Le mixine sono degli invertebrati di specie marina (circa 45), saprofagi (si nutrono di materia organica in decomposizione) e vivono in profondità. Hanno dei fluidi corporei isoosmotici con l'acqua marina; hanno una bocca con tre coppie di tentacoli a funzione.

Le mixine hanno la bocca sempre aperta e sopra di essa è presente una narice che fa fluire l'acqua alla faringe e alle branchie successivamente. Presentano un corpo ricoperto di muco, in modo tale da sfuggire alla predazione e si riproducono per ermafroditismo successivo (inizialmente sono maschi, ma alla maturità diventano femmine). Dato che hanno la bocca sempre aperta si pensa che mangino annodandosi su se stesse.

Le lamprede (40 specie) sono degli esoparassiti che si nutrono del sangue dei pesci. Si attaccano alle prede con i denti cornei e successivamente il pistone cartilagineo spinge la lingua carnea, permettendo l'abrasione della carne del pesce. Sono animali che vivono in acqua salata, ma per riprodursi risalgono le acque dolci. Le loro larve sono amnoceti e si nutrono per filtrazione come l'anfiosso, ma rispetto a quest'ultimo hanno una faringe muscolare che permette di far fluire attivamente l'acqua.

L’amnocete possiede un endostio a secrezione mucosa. Essi possiedono una fase di sviluppo di 6-7 anni, prima di giungere alla maturità, e alcuni di essi muoiono subito dopo essersi riprodotti. Gli arandaspidi sono caratterizzati da un tessuto osseo acellulare chiamato aspidina, la protezione dell’animale. Questo tipo di tessuto osseo non si riforma, che serve per quanto non c’è presenza di cellule. Presentano degli scudi cefalici dorsali e ventrali e una coda all’esterno degli scudi, non protetta, che è suscettibile all’attacco dei predatori. I loro fossili sono l’Arandaspis prionotolepis, Astrapis desiderata e il Saccabombapsis jonivert. Gli eterostraci presentano sempre una corazza esterna, ma hanno una coda provvista di spina dorsale per dirigere il movimento e hanno delle proiezioni laterali immobili, con funzione stabilizzatrice. La pinna è asimmetrica ed è chiamata pinna caudale ipocerca, con un maggiore sviluppo.danno origine alle branchie. Questi animali sono dotati di una mascella superiore e inferiore, che permette loro di catturare e masticare il cibo. Inoltre, hanno una colonna vertebrale formata da vertebre ossee o cartilaginee. I placodermi sono un gruppo di pesci estinti che si sono evoluti durante il periodo Devoniano. Questi animali avevano un corpo piatto e corazzato, con piastre ossee che proteggevano il loro corpo. Erano dotati di pinne pettorali e pelviche, che utilizzavano per nuotare. I pesci cartilaginei, come gli squali e le razze, sono caratterizzati da un scheletro cartilagineo anziché osseo. Questi animali hanno una pelle ricoperta da piccole placche chiamate dentini, che li proteggono dagli attacchi dei predatori. Inoltre, hanno pinne dorsali e pettorali che utilizzano per nuotare. I pesci ossei sono il gruppo più numeroso e diversificato di pesci. Questi animali hanno uno scheletro osseo e sono dotati di pinne dorsali, pettorali, pelviche e caudali. La maggior parte dei pesci ossei ha una vescica natatoria, un organo che permette loro di regolare la loro galleggiabilità. Infine, i tetrapodi sono un gruppo di vertebrati che includono anfibi, rettili, uccelli e mammiferi. Questi animali hanno quattro arti, che utilizzano per camminare o volare. Inoltre, hanno polmoni che permettono loro di respirare aria anziché acqua.

Comunicano con l'esterno. Il primo arco è quello mandibolare, forse preceduto da quelli premandibolari, che si fondono con il cranio. Il primo arco si articola all'estremità e si formano così la mascella (cartilagine palato-quadrata) e la mandibola (cartilagine mandibolare). L'arco ioideo si adatta in maniera accessoria all'arco orale e serve a collegare quest'ultimo con il cranio, facendo sì che la fessura tra questi archi si riduca, trasformandosi, in alcuni animali, in spiracolo (squali), mentre in altri sparisce completamente. La porzione di mascella e mandibola fa parte del cosiddetto spiracolo cranico (o cranio viscerale). Primitivamente la mascella risulta attaccata al cranio e viene definita autostilica primitiva (un tipo di sospensione). Il secondo arco, derivato da quello ioideo, prende contatto con il cranio da una parte e dall'altra con l'articolazione mascel